Estimation of Pesticide Leaching Potential Using GUS, RF and AF Index in Cheju Citrus Orchard Soils

Contamination of groundwater by agrochemicals used in the regional-scale Is now a major environmental problem, and this is especially true for Cheju island where virtually all potable water is from groundwater. The objective of this study was to assess leaching potential of eight pesticides in soils of citrus orchards using groundwater ubiquity score (GUS), retardation factor (RF) and attenuation factor (AF). Considering GUS estimated in 30 citrus orchard soils, metribuzin and metolachlor were classified as leacher, alachlor in volcanic ash soils and linuron in non-volcanic soils were classified as leacher, but chlorothalonil and chlorpyrifos were classified as non-leacher. For RF values, metribuzin was classified to be mobile in soils of low organic carbon, metolachlor and alachlor were classified to be moderately immobile in most soils, but linuron, diuron, diniconazole, chlorothalonil and chlorpyrifos were all classified to be very immobile. For AF values, diniconazole, chlorothalonil, and chlorpyrifos were classified to be very unlikely leachable in all of the soils, metribuzin was classified to be likely leachable, and metolahclor, alachlor, linuron and diuron were classified to be leachable only in non-volcanic soils. Although there were some variations in the relative potential of teachability of pesticides estimated with the three different indices, the ranking was essentially determined on the base of the intrinsic properties of the chemicals and environmental properties. Among the eight pesticides, metribuzin, metolachlor, and alachlor, which have high water solubility and low $K_{oc}$ values, have a significant leaching potential especially in non-volcanic ash soils of low organic carbon. But diniconazole, chlorothalonil, and chlorpyrifos, which have low water solubility and high $K_{oc}$ values, were classified to be very immobile in all of the soils. Therefore, to lower the possibility of pesticide contamination of the groundwater in Cheju island, those pesticides which have high water solubility and low $K_{oc}$ values should be used with care in soils of low organic carbon including non-volcanic ash soils.

제주도 감귤원 토양에서 GUS, RF, AF 지수를 이용한 농약의 용탈잠재성 평가

유기물함량이 다른 감귤원 토양을 대상으로 GUS, RF 및 AF 값을 비교하여 감귤원에서 많이 사용되고 있는 농약 종류별 지하수 오염 잠재성을 평가하였다. GUS에 의하면 metribuzin과 metolachlor는 조사된 모든 토양통에서 용탈 가능성이 큰 것으로 평가되었으며, alachlor와 linuron도 대부분 토양에서 용탈가능성이 높은 것으로 평가되었으며 linuron의 경우에는 특히 비화산회토양에서 용탈의 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다. Diuron과 diniconazole은 대부분 토양에서 용탈 가능성이 없는 것으로 평가되었고, chlorothalonil과 chlorpyrifos는 유기물 함량에 관계없이 용탈 가능성이 없는 것으로 평가되었다. RF에 의한 평가에서는 diniconazole, chlorothalonil, chlorpyrifos는 모든 토양에서, linuron과 diuron은 일부 비화산회토를 제외한 모든 토양에서 이동성이 매우 낮은 것으로 분류되었으며, metolachlor와 alachlor는 대부분의 토양에서 이동성이 보통인 것으로, metribuzin은 유기탄소함량이 낮은 토양에서 오염 잠재성이 있는 것으로 평가되었다. AF에 의하면 diniconazole, chlorothalonil, chloipyrifos는 화산회토, 비화산회토에 관계없이 지하수 오염 잠재성이 없는 것으로 평가되었으며, 반면 metribuzin은 화산회토, 비화산회토에 관계없이 오염 잠재성이 있는 것으로 평가되었다. Metolachlor는 비화산회토에서 지하수 오염 잠재성이 있는 것으로 평가되었고, alachlor, linuron 및 diuron은 유기물 함량이 낮은 일부 비화산회토에서만 지하수 오염 잠재성이 우려되는 것으로 나타났다. 농약의 용탈잠재성은 용해도, 흡착성, 잔류성 등의 약제 자체의 특성과 함께 유기물 함량, 투수성 등 토양의 물리화학적 특성에 따라서 결정된다. 본 연구의 결과를 보면 이러한 일반적인 원칙이 각 농약의 용탈잠재성 지수에 그대로 반영되었는데, 용해도가 높고, 흡착성이 약하며 잔류성이 긴 약제일수록 대부분의 토양에서 용탈잠재성이 큰 것으로 나타났다. 토양의 특성 중에서는 특히 농약의 흡착에 직접 영향을 미치는 유기물 함량이 용탈잠재성 지수를 결정하는 중요한 요인으로 볼 수 있는데, 본 연구의 결과에서도 일반적으로 유기물 함량이 높은 화산회 토양에서는 농약의 용탈잠재성이 비화산회토양에 비교하여 낮은 것으로 나타났으며, 용해도가 높고 흡착성이 매우 낮은 약제인 metribuzin의 경우에도 투수성이 상대적으로 높은 화산회 토양에서보다 투수성이 낮은 비화산회토양에서 용탈 가능성이 높게 평가된 것으로 보아 대부분 농약의 용탈잠재성을 결정하는데 있어 토양의 투수성 보다도 유기물 함량이 더욱 중요하게 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 비화산회토를 위주로 한 유기물 함량이 낮은 토양이 분포된 지역의 지하수가 농약의 오염에 취약할 것으로 판단할 수 있으며, 이들 지역에서는 용탈잠재성이 높은 것으로 평가된 약제들의 사용을 최대한 제한함으로써 제주도 피하수의 농약 오염을 방지할 수 있을 것이다. 물론 제주도 감귤원에서는 토양의 유기물 함량과 약제의 흡착성을 우선적으로 고려하여 사용할 농약을 선택해야 할 것으로 보이나, 그 외 약제의 잔류성, 사용량, 사용시기와 함께 기후조건, 토양의 투수성, 토층이 깊이, 지하수 깊이 등의 지역적인 특성들이 농약의 용탈잠재성에 미치는 영향도 더욱 구체적으로 파악되어야 할 것이며 농약의 선택 과정에서도 이러한 특성들이 앞으로 고려되어야 할 것이다.